金属矿地下连续开采技术探讨.pdf

∀年月中国矿山工程 ∃, 4 9 ,,1;/ /∗,454 群, , / 21 2 4 , ∋ 摘要 ≅ 讨论了地下金属矿山连 续开采的概念 , 从我国地下金属矿山的采矿 现 状出发 , 总结了在金属矿山中逐步推广的两种广 义连续采矿模式 。 在此基础 上 , 结合连续采矿 的一些国家科技攻 关项目 , 重点论叙了我国目前地下金属矿山连续开采技术的现 状 , 并提出了连续开采技术面临的一些问题和发展方向 。 关健词 ≅ 地下金属犷 Α连 续开采Α技术 ∃加。, Β;≅ 89 / 99 / ; ∗ // 4 , //Χ; 4 Δ / 4 ,;, 4 9 ,,1 , ,/ 21旧, ,/ 9 , − 5 949 州 Ε / ; Φ 4 1 / ,/2 − 5 5Γ / 4,;, 495 Γ, , 1 −;;/2 , Δ 2 4 ; ∗/Χ2 / 9/, ;9; −;4,, ,/2目旧 ,/;− 5 , / 9 , 42 / 4, ; 2 Γ 6 Η− 9/ 4 ,;∗9 , /4Ι,/ 94/,−;4 , −59// ,/ /− , ;/ /∗, 454盯 2 / 9/ − 2 Β ∗2 4 ϑ //; 9 , − , 9/99 / ; ∗/ /2 2 / , ;9; −; 9 Κ Δ / 4 ,;, 4 9 ,,1;/ /∗,45 4 群 , , / 2124, /; − 5,/ 9, 4 2/ 4, ; Γ − ; 2 /9 / ,; 6 Λ 4 /2 4Ι5/9 − , ; ∗ / 2 / /;4 , 4Δ/ Μ /54/ ,;4Δ/4 ,;,4 9 ,,1;/ /∗, 454罗Φ/2 / 2 4即9 / Ν/Γ Φ 4 2 9≅ ,/ 212 4 , /;− 5 年代以来 , 国际矿业界对实现连续强化开采问题予以极大关 注 , 把它视为发展 矿 山生产 , 提高经济效益最直接有效的途 径Ο Ο周 。 随着高效率采 、 装 、 运设备的出现和大量落矿采矿技术 的发展 , 井下生产正趋向于大型化 、 连续化 , 采矿方法向高阶 段 和一步骤回采的方向发展 。 因此 , 连续开采技术对实现 Ο 世纪矿 山向开采纵深化 、 规模大型化 、 设备机械化 、 操作自动 化 、 生产连续化 、 管理现代化发展具有重大意义 。 地下矿山连续开采的概念及模式 随着采矿技术的发展 , 地下矿山连续开采的概念逐渐清 晰 。 由于矿岩软硬程度的不同 , 出现 了两种形式的连续开采 方式 。 一是采掘工艺全过程含切割 、 落矿 、 装载 、运 搬同时 平行连续进行 , 如综合机械化采煤工艺 。 这种连续开采方式 主要是适用于开采矿岩硬度不大的矿体 , 如煤矿 、 钾盐矿等 Α 另一种是指采装运机组与一步骤回采配套的连续采矿 , 这是 第期徐东升等 ≅ 金属矿地 下连续开采技术探讨 基于爆破破岩的一种广义连续采矿概念 。 它是一步 骤回采 的采矿方法和高效率的采 、 装 、运 设备组成 的采矿系统 。 它不追求严格意义上的连续并行作 业 , 而是以规模化采矿为目标 , 通过创新采矿方法 、 工艺和设备 , 将各采矿工序和设备有机组合起来 , 成为广义的连续采矿系统 。 这种连续开采方式主要 适用于矿岩硬度较大的矿山Π Θ 。 目前 , 这种广义的连续采矿 , 已在地下金属矿山 中逐步推广应用 , 并已经 出现了两种连续采矿模式 。 第一种连续采矿模式 ≅ 一步骤 回采的采矿法与 无轨采掘装运设备构成的连续采矿系统 。 在大矿段 一步骤回采 、 阶段连续推进 不留间柱 的采矿系统 的基础上 , 采用以无轨 采掘 、 装运设备为主导的采 掘 、落矿、 出矿装载 、 运矿机械化作业线 。 第二种连续采矿模式 ≅ 一步骤回采 的采矿法与 连续作业机组构成的连续采矿系统 。 在大矿段一步 骤回采 、 阶段连续推进不留间柱的采矿系统的基 础上 , 集中不同功能设备组成的出矿装载 、 运矿 连续作业线与采矿 出矿工作面直接衔接 , 从而实现 集中化 、 规模化采矿 。 对于第二种采矿模式 , 中南大学和北京矿冶研 究总院在国家科技攻关项目中 , 分别创造了两种 由 连续作业机组实现的连续采矿方案 。 5 大矿段侧向深孔落矿 、 振动连续作业机组 出矿 、一 步骤回采的阶段矿房法回采系统 。 采下的 矿石经采 场振动出矿机一分节式振动运输列车一 原矿振动条筛将矿石卸到采场溜井 , 然后在溜井下 部用溜井振动出矿机向矿车装矿 , 用 电机车将矿石 运到井下主矿仓 。 该连续采矿系统创造了采矿综合 生产能力Ρ; Σ 的成绩 。 大矿段束状深孔落矿 、 绳架式胶带运输机 连续作业机组出矿 、一 步骤回采的阶段矿房法回采 系统 。 采下矿石通过振动助流格筛一振动转载机一 绳架式胶带运输机将矿石卸到采场溜井 , 然后在溜 井下部用溜井振动出矿机向矿车装矿 , 电机车将矿 石运到井下主矿仓 。 采场综合生产能力为 ∋口 。 由 于各种原因 , 系统的潜力未能充分发挥 。 ∋ 金属矿山地下连续开采技术 在我国从 “ 七 五 ” 期间开始 , 专门组织了多次 “ 连续采矿技术及装 备 ” 的科技攻关 , 目前已经取得 了许多重大的成果 , 广义的连续采矿技术已经应用 于我国很多矿山 。 ∋ 6Ο 连续采矿工艺系统 连续采矿工艺系统的建立 , 使不 少孤立的出矿 和运输的设备配 置 , 达到了采用连续 采矿工艺的调 剂及经济上的合理 。 每个矿山企业都有其具体的开 采条件 , 因此就可能有各种不同的实施方案 , 形成 的作业系统可能是全面连续 作业或间断一连续作 业 。 其基本模式可用框图 Ο表示 。 一步骤回采不留间柱阶段连续 推进 进 的的各种采矿法 采准 、切割、 凿岩 、 崩矿 矿 连连续装装装振动出矿 矿矿 铲运机 机 载载出矿 矿矿机出矿 矿矿出矿 矿 车车带式 胶带运输输输分节式振动运输输输重型自卸卸 机机短距 离运矿 矿矿列车短距离运矿 矿矿汽车运矿矿 移移动式破碎机 机机 贮矿溜井溜井人 人 口口口口口口口口口口安设碎矿机 电电电电电电电电电电电电机车牵引底卸式式 矿矿石细碎站碎矿矿矿矿车或大矿车运矿矿 井井井井井井井井井井井井下主贮仓破破 碎碎碎碎碎碎碎碎碎碎碎碎机粗碎矿石 石 泵泵站 、 管道运矿 矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿矿 斜斜井胶带运输机运矿 矿矿 箕斗井提升矿石 石 圈Ο连续采矿系统甚本模 式框圈 由图 Ο可以看出 , 采场工作面的出矿设备由振 动出矿机 、 连续装载机和铲运机三种 , 可以分别 与 振动运输机 、 特殊胶带运输机配套 , 或将矿石直接 卸人溜井 , 再在后 面组成各种连续或间断一连续的 采矿系统间 。 ∋ 6 一步骤房式回采振动机组出矿的连续采矿技术 在矿床开采中 , 传统采用的房式采矿 法把阶段 分为矿房和矿柱 , 先采矿房 , 再回收矿 柱 也称间 柱 。 这种留间柱的开采方法 , 存在一 些难以解决的 问题 ≅ 所留间柱形态一般不会很规则 , 而且承受变 形甚至破坏 , 给后期回收带来很多问题 , 工艺复杂 、 安全性差 、 采矿效率低 、作业成 本 高 间柱回收在 技术上存在较多的困难 , 因此回收率较低 , 有的甚 至无法回收 , 造成资源大量损失 由于间柱回收滞 中国矿山工程 ∀年第∋卷 后 , 致使阶段作业长期不能结束 , 井巷工程 、 风水管 线及设备维护工作量大 , 直接影响井下开采的经济 效益 Α∀由于间柱 回收滞后 , 回收困难 , 致使井下作 业线越 拉越长 , 形成 多阶段作业 , 给矿山生产管理 带来很多困难 , 井下人均劳动生产率无法提高 , 矿 山的经济效益受到严重影响 。 为了变革传统开采方法 , 中南大学在研究振动 出矿机技术取得很大成 功的基础上 , “ 七 五 ” 、“ 八 五 ” 期间 , 先后在狮子山铜矿和凤凰山铜矿承担了 国家科技攻关项目 , 取得了重大的研究成果 。 地下 金属矿无间柱 连续 采矿法就是 针对传统 两步骤采矿法提出的 。 实施的总体方案和技术思路 是 将阶段划分为矿段 , 以矿段为回采单元 , 不留间 柱 , 采用下向平行深孔侧向崩矿∃矿段中部拉切割 槽 、 无二次破碎水平的组合式振动机出矿的底部结 构 , 用分节式振动运输列车搬运矿石 , 形成采场出 矿 、运 矿连续作业线 , 崩矿过程中靠充填空区一侧 留临时隔离矿壁 , 待本矿段出矿工作将结束时再一 次崩落 , 强采强出 , 并跟随快速充填 。 采切 、 回采和 充填作业在三个相邻块段间平行进行 , 相互衔接 , 分别转移 , 采矿工作面在阶段上连续推进 , 故称之 为 “ 连续采矿 ”。 由于这 里的连续采矿 是以矿 段为回 采单元 、 矿段间不留矿柱为其主要特征 , 故又称为 “无间柱连续 采矿 ”。 实现无间柱连续采矿 , 将是金属矿地下开采技 术的一个重大变革 。 ∃ 5 Θ采矿手册编委会 6 采矿手册第卷〔 .Θ 6 北京 ≅ 冶金工业 出版杜 , ΟΖΖΟ 6 _ Ο 中国黄金生产实用技术编委会 6 中国黄金生产实用技术 5 .』 6 北京 ≅ 冶金工业出版社 , ΟΖ Ζ 6